БАКТЕРИАЛЬНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26577/bb202510514

Ключевые слова:

бактерии, целлюлоза, биомасса, упаковка, остатки, проблемы

Аннотация

Бактериальная целлюлоза (БЦ) представляет собой высокочистый, кристаллический биополимер, синтезируемый различными микроорганизмами и обладающий выдающейся механической прочностью, высокой влагоудерживающей способностью и превосходной биосовместимостью. Благодаря таким уникальным физико-химическим свойствам материалы на основе БЦ находят широкое применение в биомедицинских устройствах, раневых покрытиях, каркасах для тканевой инженерии, системах контролируемой доставки лекарств, экологически устойчивых упаковочных материалах, фильтрационных мембранах, а также в гибкой и носимой электронике. В отличие от растительной целлюлозы, БЦ не содержит лигнин, гемицеллюлозу и другие сопутствующие примеси, что обеспечивает формирование нанофибриллярной структуры с высокой степенью кристалличности и возможностью регулирования её пористости и морфологии. Несмотря на значительные преимущества, широкомасштабное промышленное производство БЦ ограничено высокими затратами на культивирование, медленной кинетикой ферментации, необходимостью поддержания стабильности продуцирующих штаммов и трудностями масштабирования технологических процессов. Для преодоления этих ограничений в последнее время активно развиваются подходы по оптимизации питательных сред с использованием агропромышленных побочных продуктов, инженерия биореакторов для улучшения передачи кислорода и повышения производительности, системы совместных культур для усиления метаболических потоков, а также методы генетической и синтетической биологии для перенастройки биосинтетических путей. Кроме того, перспективные направления включают создание композитных материалов на основе БЦ, разработку биочернил для 3D-биопечати и функционализированных матриц для регенеративной медицины. Данный обзор обобщает современные знания о микроорганизмах-продуцентах БЦ, технологических и экономических барьерах её производства, а также последних достижениях, направленных на повышение масштабируемости, устойчивости и коммерциализации данного биополимера.

Биографии авторов

  • Б.Д. Қосалбаев, Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Косалбаев Бекжан Дуисенбиулы – PhD, ассоциированный профессор кафедры химической и биохимической инженерии Института геологии и нефтегазового дела им. К. Турыcова, Университет Сатпаева (Алматы, Казахстан, email: kossalbayev.bekzhan@gmail.com; +77759044888)

  • А.М. Белкожаев , Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Белкожаев Аяз Маратович (ответственный автор) – PhD, ассоциированный профессор кафедры химической и биохимической инженерии Института геологии и нефтегазового дела им. К. Турыcова, Университет Сатпаева (Алматы, Казахстан, email: a.belkozhayev@satbayev.university; +77473746591).

  • A.O. Абайлдаев , Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Абайлдаев Арман Оразалыулы – старший преподаватель кафедры химической и биохимической инженерии Института геологии и нефтегазового дела им. К. Турыcова, Университет Сатпаева (Алматы, Казахстан, email: a.abaildayev@satbayev.university; +77771258282);

  • Д.К. Қадирше, Казахский национальный медицинский университет им. С.Д. Асфендиярова, Алматы, Казахстан

    Кадирше Данара Каржаубаевна – главный специалист Международного факультета Казахского национального медицинского университета имени С. Д. Асфендиярова (г. Алматы, Казахстан, email: kadirwe.d@kaznmu.kz; +7 747 538 3499)

  • Р.A. Турганова, Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Турганова Ронагуль Адилжановна – PhD по агронаукам, Университет Лотарингии (Нанси, Франция email: ronagul.turganova@gmail.com;  +77023498834)

  • Р.Н. Тулеева, Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Тулеева Рысгуль Нурлановна (жауапты автор) – докторант, органикалық заттар, табиғи қосылыстар және полимерлер химиясы мен технологиясы кафедрасы, әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, (Алматы, Қазақстан, email: rysgultuleyeva@gmail.com; +77089452633)

  • Г. Tолеутай, Кафедра химической и биохимической инженерии, Институт геологии и нефтегазового дела им. К.Турысова, Сатбаев университет, Алматы, Казахстан

    Toleutay Gaukhar – PhD, кафедры химической и биохимической инженерии Института геологии и нефтегазового дела им. К. Турыcова, Университет Сатпаева (Алматы, Казахстан, email: gaukhar.toleutay@gmail.com; +18658248691)

Загрузки

Опубликован

2025-12-20

Выпуск

Том 105 № 4 (2025): Вестник КазНУ. Серия биологическая

Раздел

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ

Как цитировать

БАКТЕРИАЛЬНАЯ ЦЕЛЛЮЛОЗА: ДОСТИЖЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ . (2025). Experimental biology, 105(4), 158-174. https://doi.org/10.26577/bb202510514